膜-生物反應器(Membrane-Bioreactor，MBR)技術是現代膜分離技術和傳統污水生化處理技術相結合而產生的污水處理新技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并可大大減少污泥量。亦稱“膜分離活性污泥法”。
膜-生物反應器(MBR)技術利用高效的膜分離技術將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物等截留在池內，因此系統內活性污泥(MLSS)濃度可提升至10,000mg/L，污泥齡(SRT)可延長30天以上，如此高濃度系統可降低生物反應池體積，所以容積負荷大，占地省，對節約城市用地是大有好處的選擇;而難降解的物質在處理池中亦可不斷反應而降解。膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其完全截留在生物反應器內，使硝化反應得以順利進行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，同時可以截留一時難于降解的大分子有機物，使其繼續留在反應器中得到最大限度的分解。由于污泥齡長，生化反應池中的微生物多處于內源衰減期，膜-生物反應器又起到了“污泥硝化池”的作用，從而顯著減少剩余污泥產量，大大節省了剩余污泥處理費用。膜-生物反應器內由曝氣形成較大的氣水循環流讓污水能充分混合均勻，使活性污泥高度分散，活性污泥的比表面積大大提高，與底物親和能力強，是提高污染物的去除率的一個重要原因，這也是普通活性污泥法形成的較大菌膠團的生化效率所難以比擬的。應用MBR技術后，主要污染去除率可達：COD≥93%，產水懸浮物和濁度近于零，水質良好且穩定，可以直接回用，從而實現污水資源化。
